Характер разрушения адгезионных соединений

Характер разрушения адгезионных соединений [c.161]

Чистота поверхности — неопределенное понятие. Хотя в практике применения адгезивов и производстве адгезионных соединений контролю чистоты поверхности приходится уделять большое внимание, строгих количественных критериев чистоты поверхности не имеется. Все зависит от конкретных условий. Поэтому под чистотой поверхности понимают такое состояние поверхности, при котором на ней остается допустимое количество загрязнений [277]. Методы контроля чистоты поверхности во многих случаях аналогичны методам изучения характера разрушения адгезионных соединений (см. гл. V). Специальные методы очистки поверхности подробно описаны в монографиях и руководствах [274—277, 283, 284]. Наиболее широкое применение нашли [c.106]

Несомненно, рассмотренные эффекты должны оказать влияние и на характер разрушения адгезионных соединений. Ориентационное упрочнение полимера при механическом нагружении адгезионного соединения приводит к тому, что разрушение происходит за пределами ориентированного слоя и имеет, таким образом, когезионный характер. Визуально такое разрушение может иметь вид адгезионного, отя в действительности на поверхности подложки после разрушения соединения находится тончайший слой полимера. По-видимому, это обстоятельство связано с тем, что толщина слоя полимера, упрочняющегося при нагружении адгезионного соединения за счет ориентации, мала. Таким образом, причиной когезионного разрушения адгезионных соединений могут являться особенности деформационно-прочностных свойств полимера в адгезионном соединении. Разумеется, процесс ориентационного упрочнения полимера в нагруженном адгезионном соединении имеет релаксационную природу и зависит не только от структуры полимера и энергия возникших межфазных связей, но в значительной степени определяется кинетическими параметрами. Именно поэтому характер разрушения адгезионных соединений очень часто меняется при изменении скорости процесса разрушения. Рост скорости, как правило, приводит к переходу когезионного разрушения в смешанное, а затем в адгезионное. [c.160]

Убедительно доказывает возможность разрыва по межфазной поверхности метод реплик, применяемый при электронно-микроскопическом исследовании поверхности. В основе этого метода лежит предположение о том, что отделение реплики от субстрата происходит по границе раздела, т. е. чисто адгезионно. Это предположение неоднократно проверялось. Было обнаружено, что размеры микрофибрилл, получаемых при измельчении волокон, измеренные электронно-микроскопическим методом на просвет, совпадают с размерами, полученными методом реплик, снятых с поверхности волокон [10]. Размеры кристаллов полимеров, например толщина слоев в пластинчатых кристаллах, измеренные рентгенографически и методом реплик, совпадают [11—13]. При отсутствии адгезионного разрушения такие совпадения вряд ли могли бы быть. Адгезионное разрушение различных систем адгезив — субстрат неоднократно описано [7 8 9, с. 123 14—19]. Разумеется, утверждать, что на поверхности субстрата (или наоборот) после разрушения системы адгезив — субстрат отсутствуют следы адгезива, вряд ли возможно, поскольку точность современных методов оценки характера разрушения ограничена. Возможно, на поверхности субстрата, особенно в неровностях и углублениях, и остаются мельчайшие, не фиксируемые экспериментально следы адгезива. На этом основании формально можно сделать вывод об отсутствии чисто адгезионного разрушения [2]. Разумеется, серьезно оспаривать подобные утверждения нецелесообразно. К вопросу о характере разрушения адгезионных соединений мы будем неоднократно возвращаться. Здесь уместно отметить одну из причин чисто адгезионного разрушения систем адгезив — субстрат. Дело в том, что межфазная поверхность в гетерогенной системе наиболее ослаблена из-за концентрации механических напряжений. Поэтому при отсутствии достаточно прочных молекулярных связей на границе раздела адгезив — суб- [c.162]

Заканчивая рассмотрение вопроса о характере разрушения адгезионных соединений, отметим влияние скорости на характер разрушения. Часто удается наблюдать, что с повышением [c.163]

Вопрос о характере разрушения адгезионных соединений широко обсуждается в литературе. Определение слабого места в адгезионном соединении необходимо для того, чтобы выбрать правильные пути повышения его прочности. Однако применение [c.203]

Изучение характера разрушения адгезионных соединений основано на оценке изменения состояния их поверхности после разрушения. Разработано несколько методов, позволяющих про- [c.230]

Среди оптических методов изучения характера разрушения адгезионных соединений важное место принадлежит электронномикроскопическому. Изучение реплик с поверхности субстрата дает возможность обнаружить присутствие следов адгезива [143, 145, 149, 155]. Так удалось показать, что при ударных испытаниях склеенных адгезивами на основе различных смол (эпоксидной, фенольной) стальных поверхностей разрыв имеет в основном адгезионный характер. Большая часть поверхности стали оказывается чистой, лишь кое-где разбросаны обрывки адгезива [148]. [c.232]

В числе других методов изучения характера разрушения адгезионных соединений можно отметить трибометрический, основанный на измерении коэффициента трения по исходной поверхности субстрата и по поверхности после отделения от нее адгезива. Таким способом в некоторых случаях удавалось определить чистоту поверхности субстрата, отделенного от адгезива [150]. Контролировать чистоту поверхности субстрата после отслоения от него адгезива можно, сравнивая углы смачивания [150, 151]. Определенный интерес представляет поляризационно-оптический, или эллипсометрический метод, основанный на изучении характера поляризации света, отраженного от поверхности субстрата [127, 152]. При наличии на поверхности субстрата следов адгезива в виде тончайшей пленки направленный на поверхность плоскополяризованный луч становится эллиптически поляризованным. Удалось обнаружить, что пленки эфиров целлюлозы не оставляют на металле никаких следов, а гуттаперча оставляет на нем тончайшую пленку. Эллипсометрические исследования получили широкое распространение [153] в связи с развитием технологии нанесения тонких полупроводниковых пленок. Созданы специальные приборы — эллипсометры — значительно расширяющие возможности этого метода [159]. Несомненна перспективность применения эллипсометрии для изучения механизма разрушения адгезионных соединений [158]. [c.233]

Была предпринята попытка связать характер разрушения адгезионных соединений с углом смачивания и скоростью нагружения с помощью энергии разрушения, рассматривая клей как ньютоновскую или неньютоновскую жидкость [178]. В работе [178] определяли пороговую скорость деформирования при любом значении угла смачивания, выше и ниже которой разрушение может быть как адгезионным, так и когезионным. Эта скорость является функцией свойств клея, толщины клеевого шва, геометрии соединения и т. п. При скорости меньше пороговой разрушение всегда когезионное, при скорости выше пороговой — адгезионное. [c.80]

На наш взгляд, вопрос о характере разрушения адгезионного соединения не имеет такого принципиального значения, какое ему придавал Бикерман. В тех случаях, когда на поверхности субстрата после разрушения адгезионного соединения остаются обрывки полимера, влияние межфазных связей отрицать нельзя. Перед разрушением адгезионного соединения его компоненты подвергаются деформации. Чем прочнее молекулярные связи адгезива с подложкой, т. е. чем выше собственно адгезия, тем больше деформируются компоненты адгезионного соединения перед разрушением и тем выше деформационная слагаемая адгезионной прочности и адгезионная прочность в целом. Авторы работы [86] установили, что большим толщинам оставшегося на металле слоя полимера соответствуют высокие значения адгезионной прочности. Эта зависимость обусловлена, несомненно, вкладом деформационной слагаемой в адгезионную прочность. [c.28]

Приведенные данные позволяют предположить, что различия в структуре и свойствах слоя полимера должны влиять на характер разрушения адгезионного соединения и адгезионную прочность. Применительно к изучаемой системе, когда СТГ может образовывать хорошо выраженный модифицированный слой (на границе с металлом) либо слабо выраженный (на границе с ПМ), можно представить два различных механизма расслаивания. В тех случаях, когда адгезив (СТГ) обладает хорошо выраженным модифицированным слоем с транс-кристаллитной структурой, расслаивание адгезионных соединений, по-видимому, будет сопровождаться развитием больших деформаций, чем в отсутствие такого слоя. Это связано с тем, что транскристаллитный слой в силу особенностей своего строения (ориентация кристаллитов в поперечном направлении к плоскости расслаивания) препятствует развитию микродефектов при расслаивании адгезионного соединения. Поэтому в данном случае реализуются большие деформации адгезива в зоне контакта с подложкой, и в общее усилие расслаивания относительно больший вклад вносит деформационная слагаемая. В тех случаях, когда адгезив не имеет хорошо выраженного транскристаллитного слоя и преобладающей структурной единицей являются сферолиты, характер деформации н развития микродефектов при расслаивании может оказаться иным, так как наличие сферолитов в зоне контакта с подложкой облегчает возникновение трещин. Особенно легко микродефекты возникают в зоне контакта сферолита с подложкой. В этом месте в поле действия механических сил концентрируются напряжения, что и облегчает прорастание трещин. Уместно отметить, что в работе [144] наблюдали значительное повышение разрывного удлинения полимерных пленок, обладающих хорошо выраженной столбчатой структурой модифицированного слоя. Эти данные подтверждают справедливость высказанного предположения о зависимости адгезионной прочности от структуры граничного слоя полимера. [c.105]

Значительный интерес для изучения характера разрушения адгезионных соединений представляет метод сканируюш ей электронной микроскопии [157]. Большая глубина резкости и объемность изображений делает этот метод очень удобным для визуализации следов адгезива на поверхности самых различных субстратов. [c.232]

Адгезионное соединение при механическом воздействии может разрушаться адгезионно (по границе контакта материалов) или когезионно (по объему одного из материалов) [1— 4, 17]. Очень часто разрушенйе локализуется в зоне адгезионного контакта, но происходит по граничным слоям материалов (вследствие неполноты контакта, образования слабых граничных слоев и т.д.). По-видимому, целесообразно было бы выделить граничное разрушение в ттретий, самостоятельный вид характера разрушения адгезионных соединений. Такое разрушение часто называют адгезионным, если оценка характера разрушения производилась невооруженным глазом. [c.30]

Степень влияния различных факторов (вероятность наличия опасного дефекта, изменение фактической скорости деформации, и т.д.) зависит от релаксационного состояния полимера в соединении. При хрупком разрушении прочность соединения увеличивается при уменьшении толщины прослойки -в основном, по-видимому, из-за уменьшения вероятности наличия опасного дефекта. При пластическом — вследствие изменения ее реологических свойств. В первом случае изменение температуры испытаний не оказывает существенного влияния на прочность соединений, во втором случае температура влияет значительно. Разумно предположить, что в промежуточной области, т. е. при вынужденноэластическом характере разрушения адгезионных соединений, прочность не зависит от толщины полимерной прослойки. Последнее может быть не связано с реализацией в этом случае адгезионного вида разрушения соединений, так как независимость прочности от толщины слоя при вынужденно-эластическом характере )азрушения свойственна и для свободных полимерных пленок 48]. [c.47]

Систематическое исследование направлений полимеризации 24 гексатриенов-1,3,5 различными методами, в том числе ИК-и ПМР-спектроскопическими, показало [2, с. 173], что перок-сидное инициирование обусловливает образование линейных полимеров по типу 1,6-присоединения. Такой вариант проведения процесса наиболее приемлем при склеивании. Поэтому адгезионные свойства гексатриенов изучены на примерах индивидуальных мономеров или их растворов, содержащих 0,5 % пероксидов бензоила или дикумила. Как следует из табл. 6, соответствующие адгезивы обеспечивают высокие значения прочности клеевых соединений, составляющие 7,8—21,4 МПа для стали 3 и 1,7—3,4 кН/м при креплении к ней резины на основе полиизопропенового эластомера СКИ-3 [114]. В последнем случае относительная узость интервала значений сопротивления расслаиванию обусловлена когезионным характером разрушения адгезионных соединений по приповерхностным слоям субстратов, упрочненным продиффундировавшим в них адгезивом. Наибольшей адгезионной способностью характеризуются, как и следовало ожидать, азотсодержащие адгезивы. Если в среднем сопротивление отрыву резино-сталь-ных соединений составляет около 10 МПа, то минимальное значение равно 12,7 МПа, а максимальное — 21,4 МПа. Этот факт свидетельствует о справедливости исходных теоретических представлений, определяющих выбор химической природы адгезивов. [c.27]

Аналогичные результаты получены при креплении резин друг к другу, а также при использовании в качестве адгезива 8,5 %-го раствора собственных полимеров или 4,3%-го раствора полихлоропрена в названных мономерах. По эффективности к гексатриенам-1,3,5 в настоящее время приближаются только цианакрилаты, однако их полимеризация протекает гораздо быстрее, что ухудшает технологичность процесса крепления. Подобно полигексатриеновым клеям ПГТ и ПГТР [66, с. 58] соответствующие мономеры представляют собой перспективные адгезивы, применение которых обеспечивает ярко выраженный когезионный характер разрушения адгезионных соединений полимерных материалов. [c.29]

Адгезионная способность а-цианакрилатов, как отмечалось выше, должна быть связана также с внутрифазными характеристиками адгезивов. В качестве такой характеристики наиболее очевидно использование модуля упругости при сжатии Е ж, значение которого согласно данным работы [318] чувствительнее к изменению химической природы полицианакрилатов, чем температуры их стеклования. Действительно, подобно Рсд с о прямо коррелируют и сж [307], что подтверждает справедливость исходных соображений. Однозначность такой зависимости, изображенной на рис. 13, следует также из рис. 14, где в качестве критерия адгезионной способности а-цианакрилатов использованы экспериментальные значения [305, 306] прочности клеевых соединений. Линейность функции Рсд (-Есж) прямо свидетельствует о когезионном характере разрушения адгезионных соединений, т. е. по сути, — о достаточно высокой адгезионной способности а-цианакрилатов. [c.85]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология